个人做外贸的网站,有个做h手游的网站,网站设置万事达u卡,东莞网站建设外贸文章目录 一、计算机网络背景1. 网络发展2. 认识“协议” 二、网络协议初识1. 协议分层2. OSI七层模型3. TCP/IP五层#xff08;或四层#xff09;模型 三、网络传输基本流程1. 同局域网的两台主机通信数据包封装和分用封装分用 2. 跨网络的两台主机通信 四、网络中的地址管理… 文章目录 一、计算机网络背景1. 网络发展2. 认识“协议” 二、网络协议初识1. 协议分层2. OSI七层模型3. TCP/IP五层或四层模型 三、网络传输基本流程1. 同局域网的两台主机通信数据包封装和分用封装分用 2. 跨网络的两台主机通信 四、网络中的地址管理1. 认识IP地址2. 认识MAC地址 网络基础 了解网络发展背景, 对局域网/广域网的概念有基本认识; 了解网络协议的意义, 重点理解TCP/IP五层结构模型; 学习网络传输的基本流程, 理解封装和分用; 一、计算机网络背景
1. 网络发展 独立模式计算机之间相互独立 在早期的时候计算机之间是相互独立的此时如果多个计算机要协同完成某种业务那么就只能等一台计算机处理完后再将数据传递给下一台计算机然后下一台计算机再进行相应的业务处理效率非常低下。 网络互联多台计算机连接在一起完成数据共享 这时就有人设法将这些计算机连接在一起当某个业务需要多台计算机协同完成时就可以将共享的数据放到服务器中进行集中管理此时各个计算机就都能获取到这些共享的数据所以各个业务在处理就能随时进行切换了。 局域网LAN计算机数量更多了通过交换机和路由器连接在一起 后来这样的网络雏形逐渐发展连入这个网络中的机器变得越来越多于是就出现了局域网的概念。
在局域网中有一种设备叫做交换机交换机主要完成局域网内数据的转发工作也就是在局域网内将数据从一台主机转发给另一台主机。各个局域网之间通过路由器连接起来路由器主要完成数据的路由转发工作。 广域网WAN将远隔千里的计算机都连在一起 各个局域网之间通过路由器相互连接在一起便组成了一个更大的网络结构我们将其称之为广域网。实际局域网和广域网是一种相对的概念我们也可以将广域网看作一个比较大的局域网。 2. 认识“协议”
因为通信距离边长了所以存在以下问题需要解决
丢包了怎么办目标机器的定位问题如何把我们的报文在经历了无数个设备之后还能把数据推送给远端机器 所以需要协议 二、网络协议初识
1. 协议分层
网络协议栈设计成层状结构其目的就是为了将层与层之间进行解耦保证代码的可维护性和可扩展性。
比如在打电话的时候站在工程师的角度实际这两个人并不是直接进行沟通的而是甲的电话将甲说的话记录下来经过一系列编码转码后通过通信网络将信息从甲的电话传递到了乙的电话然后信息在乙的电话中再经过对应的编码转码最后乙才通过话筒听到了甲所说的话。
其中人与人之间通信使用的是汉语我们可以将其称为语言层而电话和电话之间通信使用的是电话系统相关的一些接口我们可以将其称之为通信设备层。
在这个例子中, 我们的协议只有两层但是实际的网络通信会更加复杂, 需要分更多的层次.分层最大的好处在于 “封装” 在分层情况下将某层的协议进行替换后通信双方之间是不会受到影响的。
从上述例子我们还可以看出虽然在打电话时我们并不是直接进行沟通的但是我们可以认为我们是在直接进行沟通并且这两台电话也不是直接在进行沟通的数据经过电话后还需要各种基站各种电信网络来进行数据转发但是这两台电话依旧可以认为是直接在和对方电话进行通信的。
因此对于网络协议我们需要有一个基本的认识关于通信同层协议可以认为自己在和对方层直接进行通信从而达到简化对于网络协议栈的理解。
也就是说在网络协议栈中我们可以认为通信双方的应用层之间直接在进行通信也可以认为通信双方的传输层之间直接在进行通信对于网络层和数据链路层也同样如此。
2. OSI七层模型
上面我们说的是TCP/IP四层协议而实际当初那个站出来的人定的协议叫做OSI七层协议
OSIOpen System Interconnection开放系统互联七层网络模型称为开放式系统互联参考模型是一个逻辑上的定义和规范。“开放”是指非独家垄断的“系统”是指OSI把网络从逻辑上分为了七层每一层都有相关的、相对应的物理设备比如路由器交换机。OSI七层模型是一种框架性的设计方法其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输比如手机和电视之间数据的传输。OSI七层模型最大的优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来概念清楚理论也比较完整通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。但是OSI七层模型既复杂又不实用所以后来在具体实现的时候就对其进行了调整于是就有了我们现在看到的TCP/IP四层协议。 OSI七层模型如下
分层名称功能每层功能概览7应用层针对特定应用之间的协议6表示层设备固有数据格式和网络标准数据格式的转换5会话层通信管理、负责建立和断开通信连接数据流动的逻辑通路、管理传输层以下的分层4传输层管理两个节点之间的数据传输、负责可靠性传输确保数据被可靠地传送到目标地址3网络层地址管理与路由选择2数据链路层互联设备之间传送和识别数据帧1物理层以0/1代表电压的高低以及灯光的闪灭、界定连接器和网线的规格
3. TCP/IP五层或四层模型
TCP/IP是一组协议的代名词它还包括许多协议共同组成了TCP/IP协议簇。 TCP/IP通讯协议采用了五层的层级结构每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求
物理层 负责光/电信号的传递方式。比如现在以太网通用的网线双绞线、早期以太网采用的同轴电缆现在主要用于有线电视、光纤现在的WiFi无线网使用的电磁波等都属于物理层的概念。物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等。集线器Hub就是工作在物理层的。数据链路层 负责设备之间的数据帧的传送和识别。例如网卡设备的驱动、帧同步、冲突检测如果检测到冲突就自动重发、数据差错校验等工作。数据链路层底层的网络通信标准有很多如以太网、令牌环网、无线LAN等。交换机Switch就是工作在数据链路层的。网络层 负责地址管理和路由选择。例如在IP协议中通过IP地址来标识一台主机并通过路由表的方式规划出两台主机之间数据传输的线路路由。路由器Router就是工作在网络层的。传输层 负责两台主机之间的数据传输。例如传输控制协议TCP能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机。应用层 负责应用程序间沟通。比如简单电子邮件传输SMTP、文件传输协议FTP、网络远程访问协议Telnet等。我们的网络编程主要就是针对应用层的。 物理层我们考虑的比较少. 因此很多时候也可以称为 TCP/IP四层模型。
一般而言
对于一台主机它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容。对于一台路由器它实现了从网络层到物理层的内容。对于一台交换机它实现了从数据链路层到物理层的内容。对于集线器它只实现了物理层的内容。
但这并不是绝对的比如很多交换机也实现了网络层的转发很多路由器也实现了部分传输层的内容比如端口转发。
三、网络传输基本流程
1. 同局域网的两台主机通信
同局域网下的两台计算机通过TCP/IP协议通讯的过程如下 应用层通信的起点通常是在应用层。在这一层用户程序如浏览器、电子邮件客户端等会生成需要传输的数据并将其传递给下一层。 传输层在传输层数据被封装成传输层协议的数据包例如TCP或UDP数据包。TCP提供可靠的、面向连接的通信服务而UDP则提供不可靠的、无连接的通信服务。封装完成后数据包被传递给网络层。 网络层在网络层数据包被封装成IP数据包。IP数据包包含了源主机和目标主机的IP地址以及用于路由选择的其他信息。网络层还负责处理路由选择和分组转发。 数据链路层数据链路层将IP数据包封装成数据帧并添加物理地址如MAC地址和其他控制信息。然后数据帧被传递给物理层。 物理层物理层负责将数据帧转换为电信号或光信号以便在物理介质如网线或光纤上传输。
当信号到达目标主机时整个过程会在目标主机上以相反的顺序进行从物理层开始逐层向上直到应用层。每一层都负责去除其添加的头部信息并将数据传递给上一层最终将数据交付给目标应用程序。 数据包封装和分用
封装
关于封装
不同协议层对数据包有不同的称谓在传输层叫做段segment在网络层叫做数据报datagram在链路层叫做帧frame。应用层数据通过协议栈发到网络上每层协议都要加上一个数据首部header称为封装Encapsulation。首部信息中包含了一些类似于首部有多长载荷payload有多长上层协议是什么等信息。数据封装成帧后发到传输介质上到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部根据首部中的“上层协议字段”将数据交给对应的上层协议处理。
下图为数据封装的过程
封装的本质是数据从应用层到物理层逐层添加头部和尾部信息的过程
应用层数据从应用层生成可能是文本、图片、视频等。传输层在传输层数据被封装成TCP或UDP数据包并添加源端口和目标端口信息。网络层在网络层数据被封装成IP数据包并添加源IP地址和目标IP地址。数据链路层在数据链路层数据被封装成数据帧并添加源MAC地址和目标MAC地址。物理层物理层将数据帧转换为适合在物理介质上传输的信号。
分用
下图为数据分用的过程
分用的本质是数据从物理层到应用层逐层去除头部和尾部信息并将数据传递给上一层的过程
物理层物理层接收到信号后将其转换为数据帧。数据链路层数据链路层去除数据帧的头部和尾部将数据传递给网络层。网络层网络层去除IP数据包的头部将数据传递给传输层。传输层传输层去除TCP或UDP数据包的头部将数据传递给应用层。应用层应用层最终接收到数据并进行相应的处理。
通过封装和分用过程两台主机能够确保数据在复杂的网络环境中准确、可靠地传输。每一层都负责处理其特定的任务从而实现了网络通信的层次化和模块化。 [!Important] 封装的时候一定要考虑后面解包的过程 如何将报文中报头和有效载荷进行分离 - 约定任何协议都要解决如何将自己的有效载荷交付给上层的那个协议 以上两个问题是每层网络协议的共性每层协议都要解决这两个问题 2. 跨网络的两台主机通信
跨网段的主机的文件传输数据从一台计算机到另一台计算机传输过程中要经过一个或多个路由器。
四、网络中的地址管理
1. 认识IP地址
IP协议有两个版本, IPv4和IPv6. 我们整个的课程, 凡是提到IP协议, 没有特殊说明的, 默认都是指IPv4
IP地址是在IP协议中, 用来标识网络中不同主机的地址对于IPv4来说, IP地址是一个4字节, 32位的整数我们通常也使用 “点分十进制” 的字符串表示IP地址, 例如 192.168.0.1 ; 用点分割的每一个数字表示一个字节, 范围是 0 - 255
2. 认识MAC地址
MAC地址用来识别数据链路层中相连的节点;长度为48位, 及6个字节. 一般用16进制数字加上冒号的形式来表示(例如: 08:00:27:03:fb:19)在网卡出厂时就确定了, 不能修改. mac地址通常是唯一的(虚拟机中的mac地址不是真实的mac地址, 可能会冲突; 也有些网卡支持用户配置mac地址).
